CN202631369U - 高强度螺栓高温力学性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
高强度螺栓高温力学性能试验装置，包括有安装在地面的反力梁、加载梁、千斤顶、上夹具和下夹具，在反力梁的左、右两端分别安装一个千斤顶，千斤顶的顶杆上均安装有一根螺杆，两根螺杆分别穿过加载梁的左、右两端，在螺杆上各安装有一个调节螺帽，调节螺帽位于加载梁底端面以下，调节螺帽与加载梁之间均设置有一个压力传感器，在加载梁上安装有一个用于固定螺栓试件上端部的上夹具，在反力梁上设置有一个用于固定螺栓试件下端部的下夹具，上、下夹具位置相对应且均为耐火钢，在反力梁和加载梁之间还设置有上、下端面均开口的电炉，上夹具穿过电炉上端面，下夹具穿过电炉下端面，将螺栓试件固定在电炉内。它可以模拟火灾高温条件，对螺栓力学性能进行试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种螺栓力学性能试验装置，特别是一种高温下螺栓力学性能试验装置。
背景技术
火灾的发生给人类的生命和财产安全带来极大的危害，是人类共同面临的灾害，它可以无情的夺取许多人宝贵的生命，可以在瞬间将人类积累的财富化为灰烬。火灾主要分为建筑火灾，森林火灾，工矿火灾，交通火灾等多种类型，其中建筑火灾对人类的危害最直接，最严重，因为建筑物是人类赖以生存和发展的场所，而保证建筑物内人员和财产安全是建筑和结构设计者应当考虑的最重要问题之一。
钢结构由于强度高，自重轻，建造快，抗震强等优点，在建筑结构中得到广泛的应用，尤其是大跨度，高层建筑物多采用钢结构形式。钢结构建筑的主要连接方式是高强度螺栓连接，连接节点的抗火性能直接关系到建筑结构在火灾下的安全，高强度螺栓在火灾下的破坏主要形式为拉伸破坏和剪切破坏。为了更好的采取防火措施对钢构件连接部位进行保护，从而保障人的生命和财产安全，需要对高强度螺栓在高温下的各种破坏形式深入研究，应当了解高强度螺栓在高温下的力学性能。
目前，国内对高强度螺栓的力学性能试验主要为常温下的力学性能测试，高强度螺栓材料的力学性能测试和高温后高强度螺栓的力学性能测试，常温下和高温后的高强度螺栓的力学性能测试试验装置简单，不需考虑高温和隔热等方面问题，高强度螺栓材料的力学性能测试即螺栓用钢材的力学性能试验，可在直接安装电炉的万能试验机上进行。高温下的高强度螺栓试验装置需要考虑高温环境，隔热措施，夹具装置，加载装置和测量装置等方面，目前针对高温下高强度螺栓的力学性能测试的试验装置还未见。
实用新型内容
本实用新型的目的就是提供一种高强度螺栓高温力学性能试验装置，它可以模拟火灾高温条件，对螺栓力学性能进行试验。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有安装在地面的反力梁、加载梁、千斤顶、上夹具和下夹具，在反力梁的左、右两端分别安装一个千斤顶，千斤顶的顶杆上均安装有一根螺杆，两根螺杆分别穿过加载梁的左、右两端，在螺杆上各安装有一个调节螺帽，调节螺帽位于加载梁底端面以下，调节螺帽与加载梁之间均设置有一个压力传感器，在加载梁上安装有一个用于固定螺栓试件上端部的上夹具，在反力梁上设置有一个用于固定螺栓试件下端部的下夹具，上、下夹具位置相对应，在反力梁和加载梁之间还设置有上、下端面均开口的电炉，上夹具穿过电炉上端面，下夹具穿过电炉下端面，将螺栓试件固定在电炉内。
进一步，在调节螺帽与压力传感器之间均设置有垫片。
进一步，在加载梁上设置有夹具上连接件，上夹具通过夹具上连接件安装在加载梁上，在反力梁上设置有夹具下连接件，下夹具通过夹具下连接件安装在反力梁上。
进一步，所述夹具上连接件和夹具下连接件均为带螺孔的连接片，夹具上连接件通过螺栓安装在加载梁与上夹具之间，夹具下连接件通过螺栓安装在反力梁与下夹具之间。
进一步，所述上夹具和下夹具为U形安装片，在U形安装片的端面上设置有用于穿过螺栓试件的通孔，夹具上连接件通过插销固定在上夹具U形安装片的开口内，夹具下连接件通过插销固定在下夹具U形安装片开口内。
进一步，所述上夹具为H形安装片，夹具上连接件通过插销固定在上夹具H形安装片的上端开口内，所述下夹具包括有U形安装片和设置在U形安装片底端面的凸台，夹具下连接件通过插销固定在下夹具U形安装片的开口内，凸台位于上夹具H形安装片的下端开口内，螺栓试件穿过上夹具H形安装片和凸台，将上、下夹具固定在一起。
进一步，在反力梁上固定有安装桌台，电炉位于安装桌台上。
进一步，所述装置还包括有带位移计的拉绳，拉绳一端固定在安装桌台上，另一端固定在加载梁上。
进一步，在电炉上端面开口位置处和下端面开口位置处均设置有隔热板。
进一步，所述隔热板为硅酸铝隔热板。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点：
本实用新型为高强度螺栓在高温下的力学性能测试提供了性能良好的试验装置，满足了试验所需的升温、恒温，夹具安装，荷载测量，位移测量以及加载等试验要求，真实的模拟了火灾的高温环境，使试件在高温下力学性能测试能够成功地完成，从而为研究建筑钢构件高强度螺栓连接抗火性能以及指导钢构件连接的抗火设计打下了良好的基础。
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本实用新型的附图说明如下。
图1为本实用新型第一种实施例的结构示意图；
图2为本实用新型第二种实施例的结构示意图；
图3为图1中上、下夹具的结构示意图；
图4为图3的左视图；
图5为图2中上、下夹具的结构示意图；
图6为图5的左视图。
图中：1. 反力梁；2. 加载梁；3. 千斤顶；4. 上夹具；5. 下夹具；6. 螺杆；7. 调节螺帽；8. 压力传感器；9. 螺栓试件；10. 电炉；11. 垫片；12. 夹具上连接件；13. 夹具下连接件；14. 凸台；15. 安装桌台；16. 位移计；17. 拉绳；18. 隔热板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
高强度螺栓高温力学性能试验装置，所述装置包括有安装在地面的反力梁1、加载梁2、千斤顶3、上夹具4和下夹具5，在反力梁1的左、右两端分别安装一个千斤顶3，千斤顶3的顶杆上均安装有一根螺杆6，两根螺杆6分别穿过加载梁2的左、右两端，在螺杆6上各安装有一个调节螺帽7，调节螺帽7位于加载梁2底端面以下，调节螺帽7与加载梁2之间均设置有一个压力传感器8，在加载梁2上安装有一个用于固定螺栓试件9上端部的上夹具4，在反力梁1上设置有一个用于固定螺栓试件9下端部的下夹具5，上、下夹具4、5位置相对应且均为耐火钢，在反力梁1和加载梁2之间还设置有上、下端面均开口的电炉10，上夹具4穿过电炉10上端面，下夹具5穿过电炉10下端面，将螺栓试件9固定在电炉10内。
安装时，将反力梁1固定在试验室地面的沟槽上，将螺杆6固定在千斤顶3的顶杆上，在螺杆6上安装调节螺帽7，在调节螺帽7上放置压力传感器8，再吊装加载梁2于压力传感器8上，在加载梁2上安装上夹具4，在反力梁1上安装下夹具5，螺栓试件9固定在上、下夹具4、5之间，再将电炉10安装在螺栓试件9位置处。待螺栓试件9安装完成后，通过电炉10预设一个目标温度值，启动电炉10电源开关，待温度达到预定值后保护恒温30分钟，启动千斤顶3，通过压力传感器8读取螺栓试件9承受的荷载，待试件拉断或剪断后停止千斤顶3，记录此时压力传感器8的读数，读数的最大值为螺栓试件9在高温状态下能承受的最大力。本实用新型为高强度螺栓在高温下的力学性能测试提供了性能良好的试验装置，满足了试验所需的升温、恒温，夹具安装，荷载测量，位移测量以及加载等试验要求，真实的模拟了火灾的高温环境，使试件在高温下力学性能测试能够成功地完成，从而为研究建筑钢构件高强度螺栓连接抗火性能以及指导钢构件连接的抗火设计打下了良好的基础。
为了使压力传感器8受力均匀，读数准确，在调节螺帽7与压力传感器8之间均设置有垫片11。
为了便于安装上、下夹具4、5，在加载梁2上设置有夹具上连接件12，上夹具4通过夹具上连接件12安装在加载梁2上，在反力梁1上设置有夹具下连接件13，下夹具5通过夹具下连接件13安装在反力梁1上。
所述夹具上连接件12和夹具下连接件13均为带螺孔的连接片，夹具上连接件通过螺栓安装在加载梁2与上夹具4之间，夹具下连接件13通过螺栓安装在反力梁1与下夹具5之间。
所述上夹具4和下夹具5为U形安装片，在U形安装片的端面上设置有用于穿过螺栓试件9的通孔，夹具上连接件12通过插销固定在上夹具4的U形安装片的开口内，夹具下连接件13通过插销固定在下夹具5的U形安装片开口内。试验时，螺栓试件9承受上、下拉力，可以测试出螺栓试件能承受的最大拉力。
所述上夹具4为H形安装片，夹具上连接件12通过插销固定在上夹具4的H形安装片的上端开口内，所述下夹具5包括有U形安装片和设置在U形安装片底端面的凸台14，夹具下连接件13通过插销固定在下夹具5的U形安装片的开口内，凸台14位于上夹具4的H形安装片的下端开口内，螺栓试件9穿过上夹具4的H形安装片和凸台14，将上、下夹具4、5固定在一起。试验时，螺栓试件9承受剪力，可以测试出螺栓试件9能承受的最大剪力。
为了便于安装电炉10，在反力梁1上固定有安装桌台15，电炉10位于安装桌台15上。
所述装置还包括有带位移计16的拉绳17，拉绳17一端固定在安装桌台15上，另一端固定在加载梁2上。通过读取位移计16和压力传感器8，可以测出螺栓试件9在某一温度下受力与形变的变化关系。
为了防止因电炉10产生的高温扩散而损坏本实用新型，在电炉10上端面开口位置处和下端面开口位置处均设置有隔热板18。
所述隔热板18为硅酸铝隔热板。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：所述装置包括有安装在地面的反力梁、加载梁、千斤顶、上夹具和下夹具，在反力梁的左、右两端分别安装一个千斤顶，千斤顶的顶杆上均安装有一根螺杆，两根螺杆分别穿过加载梁的左、右两端，在螺杆上各安装有一个调节螺帽，调节螺帽位于加载梁底端面以下，调节螺帽与加载梁之间均设置有一个压力传感器，在加载梁上安装有一个用于固定螺栓试件上端部的上夹具，在反力梁上设置有一个用于固定螺栓试件下端部的下夹具，上、下夹具位置相对应，在反力梁和加载梁之间还设置有上、下端面均开口的电炉，上夹具穿过电炉上端面，下夹具穿过电炉下端面，将螺栓试件固定在电炉内。
2. 如权利要求1所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：在调节螺帽与压力传感器之间均设置有垫片。
3. 如权利要求1所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：在加载梁上设置有夹具上连接件，上夹具通过夹具上连接件安装在加载梁上，在反力梁上设置有夹具下连接件，下夹具通过夹具下连接件安装在反力梁上。
4. 如权利要求3所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：所述夹具上连接件和夹具下连接件均为带螺孔的连接片，夹具上连接件通过螺栓安装在加载梁与上夹具之间，夹具下连接件通过螺栓安装在反力梁与下夹具之间。
5. 如权利要求4所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：所述上夹具和下夹具为U形安装片，在U形安装片的端面上设置有用于穿过螺栓试件的通孔，夹具上连接件通过插销固定在上夹具U形安装片的开口内，夹具下连接件通过插销固定在下夹具U形安装片开口内。
6. 如权利要求4所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：所述上夹具为H形安装片，夹具上连接件通过插销固定在上夹具H形安装片的上端开口内，所述下夹具包括有U形安装片和设置在U形安装片底端面的凸台，夹具下连接件通过插销固定在下夹具U形安装片的开口内，凸台位于上夹具H形安装片的下端开口内，螺栓试件穿过上夹具H形安装片和凸台，将上、下夹具固定在一起。
7. 如权利要求1所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：在反力梁上固定有安装桌台，电炉位于安装桌台上。
8. 如权利要求7所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：所述装置还包括有带位移计的拉绳，拉绳一端固定在安装桌台上，另一端固定在加载梁上。
9. 如权利要求1所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征在于：在电炉上端面开口位置处和下端面开口位置处均设置有隔热板。
10. 如权利要求9所述的高强度螺栓高温力学性能试验装置，其特征地于：所述隔热板为硅酸铝隔热板。
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